JP5088829B2 - 導体貫通型チョークコイル - Google Patents

Description

本発明は、導体バーの外周を磁気コアが取り囲む構造の導体貫通型チョークコイルに関するものである。この技術は、例えば車載用ＤＣ−ＤＣコンバータのフィルタ用大電流チョークコイル等に有用である。

導体バーの外周を磁気コアが取り囲む構造の導体貫通型チョークコイルは、従来公知である。例えば、特許文献１には、導電板をＵ型磁気コアとＩ型磁気コアとで取り囲み、磁気コア同士の対向面にギャップシート（スペーサ）を挟み込む構造が開示されている。

車載用ＤＣ−ＤＣコンバータの大電流チョークコイルとしても、このような導体貫通型チョークコイルが採用されている。この種のチョークコイルでは、大電流（例えば１００Ａあるいは２００Ａなど）が流れることから、導体バーに絶縁カバーを被せ、その外側から磁気コアで覆うことで、導体バーと磁気コアとの電気的絶縁を確保する構造になっている。

コイルのような電子部品の製造に際しては、使用する部材の種類を極力少なくしイニシャルコストの低減を図ることが重要である。そのような観点から、二つ割り構造である断面Ｕ型の絶縁カバーと互いに対向するように導体バーの中央部に被せ、該絶縁カバーの上をＵ型磁気コアが覆う構造の導体貫通型チョークコイルが開発されている。

この導体貫通型チョークコイルは、絶縁カバー及び磁気コアそれぞれ１種類で済むが、反面、絶縁カバー同士の対向面と磁気コア同士の対向面が同一面となるため、磁気コア同士の間に挟み込むギャップシートが絶縁カバー同士の合わせ部分に入り込み、位置ずれが大きくなる恐れがある。そこで、必要以上にギャップシートを大きくしなければならず、組立作業性が悪くなるなどの別の問題も生じている。

特開２００２−５７０４９号公報

本発明が解決しようとする課題は、磁気コア同士の間に挾むギャップシートの位置ずれを抑えて組立易くすると共に、ギャップシートのサイズを必要最小限としてコスト削減を図ることである。本発明が解決しようとする他の課題は、絶縁カバー及び磁気コアの導体バーに対する位置決めを容易に行えるようにして、組立工数を低減することである。

本発明は、両端に接続部を有する板状の導体バーと、互いに対向するように組み合わせることで両側から導体バーの中央部を覆う一対の絶縁カバーと、該絶縁カバーに被せることで前記導体バーの中央部を外側から取り囲む一対のＵ型の磁気コアと、該磁気コア同士の間に挟み込まれるギャップシートを備えた導体貫通型チョークコイルにおいて、前記一対の絶縁カバーは同一形状であって、導体バーの中央部を略半周にわたって挟み込むカバー本体と、該カバー本体の両端に位置するフランジ部とからなり、前記カバー本体同士の互いに対向する側壁は、導体バーの幅方向の中心線からずれて設けられていることを特徴とする導体貫通型チョークコイルである。

ここで、板状の導体バーは、その中央部が狭幅となるように幅方向の両側に絶縁カバーの長さと同じ長さの切欠き部分を設け、該切欠き部分に前記絶縁カバーを嵌め込むことで該絶縁カバーが導体バーに対して位置決めされる構造が望ましい。

例えば、絶縁カバーは、カバー本体同士の互いに対向する側壁の一部が、導体バーの幅方向の中心線よりも突出し、カバー本体同士の互いに対向する側壁の一部が、逆に導体バーの幅方向の中心線から引っ込んで、長手方向で段違いの構造にする。あるいは、絶縁カバーは、カバー本体同士の互いに対向する側壁が、導体バーの幅方向の中心線よりも突出した一端から導体バーの幅方向の中心線から引っ込んだ他端に至るように、斜面構造にしてもよい。

本発明のに係る導体貫通型チョークコイルは、導体バーの中央部を略半周にわたって挟み込む絶縁カバーの互いに対向する側壁が、導体バーの幅方向の中心線からずれて設けられているので、磁気コア同士の間に挟み込まれるギャップシートの内側縁が絶縁カバーの外側面で位置規制され、絶縁カバー同士の合わせ部分に入り込むことがないため、ギャップシートは磁気コア同士の隙間に位置する最小限度のサイズでも、所定の位置に容易に配置することができる。

また、板状の導体バーに、その中央部が狭幅となるように幅方向の両側に絶縁カバーの長さと同じ長さの切欠き部分を設けると、該切欠き部分に絶縁カバーが嵌め込まれ、磁気コアは絶縁カバーのフランジ部の間に嵌め込まれるため、導体バーに対して絶縁カバーが位置決めされ、絶縁カバーに対して磁気コアが位置決めされることになり、各部材を容易に組み付けることができる。

図１は、本発明に係る導体貫通型チョークコイルの一実施例の部材構成図である。ここで、Ａは側面方向から見た状況を表し、Ｂは端面方向から見た状況を表している（以下の図でも同様である）。両端に接続部を有する板状の導体バー１０と、互いに対向するように組み合わせることで両側から導体バー１０の中央部を覆う一対の絶縁カバー１２と、該絶縁カバー１２に被せることで前記導体バー１０の中央部を外側から取り囲む一対のＵ型の磁気コア１４と、該磁気コア１４同士の間に挟み込まれるギャップシート１６を備えている。

ここで導体バー１０は、厚みが全体的にほぼ均一な銅製のバーであり、プレス加工等によって所定形状に成形されたものである。平面的に見ると、両端部が円形に膨出している亜鈴形状で、その円形の両端部の中心に接続用の円形貫通穴２０が設けられ、それら両端部を繋いでいる部分の中央部２２がやや狭幅となるように、幅方向の両側に前記絶縁カバー１２の長さと同じ長さの切欠き部分２４が設けられている。

一対の絶縁カバー１２は、電気絶縁性樹脂からなる同一形状の成型品であって、導体バー１０の中央部２２を略半周にわたって挟み込むカバー本体３０と、該カバー本体３０の両端に位置するフランジ部３２とからなる。両フランジ部３２の間隔は、磁気コア１４の長さに等しい。フランジ部３２における外向きの突出寸法は、導体バー１０の切欠き部分２４の切り込み深さにほぼ等しい。そして、カバー本体３０同士の互いに対向する側壁の半分（符号３４ａで示す）が導体バー１０の幅方向の中心線ｏ−ｏよりも突出し、側壁の残り半分（符号３４ｂで示す）が逆に導体バー１０の幅方向の中心線ｏ−ｏから引っ込んで、長手方向で左右段違いの構造になっている。従って、前記カバー本体３０同士の互いに対向する側壁は、部分的に一方が突出していれば他方はその分だけ引っ込み、一方が引っ込んでいれば他方はその分だけ突出するという関係にあり、導体バー１０の幅方向の中心線ｏ−ｏからずれて設けられている。

磁気コア１４も互いに同一の形状であって、それぞれ断面Ｕ型の細長状である。磁気コア１４同士の間（２箇所）にそれぞれ挟み込まれるギャップシート１６は、磁気コア１４同士の対向面の幅にほぼ等しい幅で、且つその対向面の長さよりも若干小さめのサイズとする。

導体バー１０に絶縁カバー１２を取り付けた状態を図２に示す。導体バー１０の中央部の切欠き部分に、両側から絶縁カバー１２を嵌め込む。切欠き部分と絶縁カバーとの嵌合で位置決めが行われる。一対の絶縁カバー１２で導体バー１０を覆う際に、組み合わせる絶縁カバー１２が同一形状で、カバー本体３０の側壁が左右段違い構造であるため、絶縁カバー１２同士を向かい合わせるだけで組み込みは容易に行える。導体バー１０に絶縁カバー１２を取り付けた状態では、図２に示すように、絶縁カバー１２同士の合わせ部分３６は、導体バー１０の幅方向の中心線ｏ−ｏからずれて設けられることになる。

磁気コア１４を取り付けた状態を図３に示す。導体バー１０に絶縁カバー１２を取り付けた後（図２に示す状態）、一対の磁気コア１４をそれぞれ絶縁カバー１２に被せる。これによって、磁気コア１４は、導体バー１０の中央部を絶縁カバー１２を介して外側から取り囲む。その際、磁気コア１４同士の間に、空隙を確保するためのギャップシート１６を挟み込む。磁気コア１４を絶縁カバー１２のフランジ部３２の間に嵌め込むことで、磁気コア１４は絶縁カバー１２に対して位置決めされる。また、カバー本体３０の側壁が左右段違い構造になっているので、絶縁カバー同士の合わせ部分３６（図２参照）にギャップシート１６が入り込むことはなく、絶縁カバー１２の外側面でギャップシート１６の内側縁の位置が規制されるため、磁気コア１４同士の対向面の大きさに対応した最小限のサイズのギャップシート１６で磁気コア１４同士の空隙確保が行える。なお、ギャップシートは片方のみでもよい。

最終的には、上記のように組み立てた導体バー１０、絶縁カバー１２、及び磁気コア１４の間に接着剤を流し込んで固定し、製品にする。必要があれば、更に、磁気コア１４の外周にテープを巻き付けて補強してもよい。これによって、１ターンの導体貫通型チョークコイルが得られる。

図４は本発明に係る貫通型チョークコイルの他の実施例の要部の説明図であり、導体バーと絶縁カバーを示している。また図５は、それらの組み合わせ状態を示している。

導体バーは、ここでは前記実施例と同じ形状である。説明を分かりやすくするため、同一符号を付している。導体バー１０は、厚みが全体的にほぼ均一な板状の銅製のバーであり、プレス加工等によって所定形状に成形されている。平面的に見て、両端部が円形に膨出している亜鈴形状で、その円形の両端部の中心に接続用の円形貫通穴２０が設けられ、それら両端部を繋いでいる部分の中央部２２がやや狭幅となるように、幅方向の両側に絶縁カバーと同じ長さの切欠き部分２４が設けられている。

ここでも一対の絶縁カバー４０は、電気絶縁性の樹脂からなる同一形状の成型品であって、導体バー１０の中央部を略半周にわたって挟み込むカバー本体４２と、該カバー本体４２の両端に位置するフランジ部４４とからなる。両フランジ部４４の間隔は、磁気コアの長さに等しい。そして、カバー本体４２同士の互いに対向する側壁が、導体バー１０の幅方向の中心線ｏ−ｏよりも突出した一端から導体バー１０の幅方向の中心線ｏ−ｏから引っ込んだ他端に至るように、斜面構造になっている。つまり、カバー本体４２同士の互いに対向する側壁は、導体バー１０の幅方向の中心線ｏ−ｏからずれて斜めに設けられている。

図示するのを省略するが、その絶縁カバーの上に、図３に示すのと同様、一対のＵ型の磁気コアが被せられ、それによって導体バーの中央部を絶縁カバーを介して外側から取り囲む。その際、磁気コア同士の間にギャップシートを挟み込み、必要な空隙を確保する。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はこれらの構成のみに限定されるものではない。絶縁カバーの側壁の段差構造は、中央の１箇所ではなく左右に２箇所設けるような形状でもよい。あるいは、側壁を導体バーの中心線からずらせば、その中心線と平行であってもよい。その場合は、導体バーを挟んで互い違いとなるような形状にすれば、同一形状で組み合わせることができる。いずれにしても本発明によれば、絶縁カバー同士の合わせ部分にギャップシートが入り込むことはなく、絶縁カバーの外側面でギャップシートの内側縁の位置が規制されるため、磁気コア同士の対向面の大きさに対応した最小限のサイズのギャップシートで磁気コア同士の空隙確保が行える。

本発明に係る導体貫通型チョークコイルの一実施例の部材構成図。 その導体バーに絶縁カバーを取り付けた状態を示す説明図。 磁気コアを取り付けた状態を示す説明図。 本発明に係る貫通型チョークコイルの他の実施例の要部の説明図。 それらの組み合わせ状態を示す説明図。

符号の説明

１０ 導体バー
１２ 絶縁カバー
１４ 磁気コア
１６ ギャップシート
２２ 中央部
２４ 切欠き部
３０ カバー本体
３２ フランジ部

Claims (4)

1. 両端に接続部を有する板状の導体バーと、互いに対向するように組み合わせることで両側から導体バーの中央部を覆う一対の絶縁カバーと、該絶縁カバーに被せることで前記導体バーの中央部を外側から取り囲む一対のＵ型の磁気コアと、該磁気コア同士の間に挟み込まれるギャップシートを備えた導体貫通型チョークコイルにおいて、
   前記一対の絶縁カバーは同一形状であって、導体バーの中央部を略半周にわたって挟み込むカバー本体と、該カバー本体の両端に位置するフランジ部とからなり、前記カバー本体同士の互いに対向する側壁は、導体バーの幅方向の中心線からずれて設けられていることを特徴とする導体貫通型チョークコイル。
2. 板状の導体バーは、その中央部が狭幅となるように幅方向の両側に絶縁カバーの長さと同じ長さの切欠き部分を設け、該切欠き部分に前記絶縁カバーを嵌め込むことで該絶縁カバーが導体バーに対して位置決めされる請求項１記載の導体貫通型チョークコイル。
3. 絶縁カバーは、カバー本体同士の互いに対向する側壁の一部が、導体バーの幅方向の中心線よりも突出し、カバー本体同士の互いに対向する側壁の一部が、逆に導体バーの幅方向の中心線から引っ込んで、長手方向で段違いの構造になっている請求項１又は２記載の導体貫通型チョークコイル。
4. 絶縁カバーは、カバー本体同士の互いに対向する側壁が、導体バーの幅方向の中心線よりも突出した一端から導体バーの幅方向の中心線から引っ込んだ他端に至るように、斜面構造になっている請求項１又は２記載の導体貫通型チョークコイル。

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